Программное обеспечение national instruments что это за программа

Комплекс решений National Instruments (NI) для разработки встраиваемых систем

Аппаратно-программные средства компании National Instruments позволяют разработчикам встраиваемых систем создавать системы быстро и с наименьшими затратами. В качестве примера в статье рассказано об автоматизации испытательного стенда электронасосных агрегатов, проведенной на базе реконфигурируемой платформы NI RIO.

National Instruments Россия, г. Москва
Давайте попробуем осмыслить, сколько вокруг нас встраиваемых систем.

Встраиваемая система – это система управления, сконструированная таким образом, чтобы управлять работой устройства, находясь непосредственно в его корпусе. В современном высокотехнологичном мире устройства с микропроцессорными «мозгами», более или менее мощными, окружают нас со всех сторон – в быту, промышленности, на транспорте, в медицине, где угодно. Это неудивительно: программа способна придать технике недостижимую прежде функциональность, поэтому такие устройства давно приобрели огромную популярность, их количество непрерывно растет, а функциональность усложняется, и эта тенденция сохраняется до сих пор, не демонстрируя признаков затухания. Все появляющиеся компьютерные технологии чаще всего применяются именно во встраиваемых системах.

191329D-03L National Instruments NI PCI-6221 Data Acquisition Card/Multifunction I/O Device

Отсюда постоянный и устойчивый спрос на разработку всё новых и новых встраиваемых систем, что порождает азартную конкуренцию в среде их разработчиков.

Что же нужно разработчикам, для того чтобы выжить в условиях жесткой конкуренции, и с какими проблемами они сталкиваются?

Сегодняшние системы очень сложны, и не только с технической точки зрения. При их создании необходимо добиться, чтобы с небольшими бюджетными средствами разработка продукта (от проекта до реализации) отняла мало времени, само решение обладало хорошей функциональностью, гибкостью и полностью соответствовало техническим требованиям заказчика. Такой продукт получит преимущество на рынке встраиваемых систем.

Представьте, что у вас есть набор инструментов, с которым все эти условия выполняются: экономно расходуются средства, разработка от проекта до внедрения занимает мало времени, хотя осуществляется меньшей командой специалистов, функциональность встраиваемой системы полностью соответствует нуждам заказчика, а сама система обладает гибкостью.

Такой набор инструментов создала для разработчиков встраиваемых систем компания National Instruments («Нэшнл Инструментс», NI), всемирно известный лидер в области производства аппаратно-программных средств автоматизации. Штаб-квартира компании находится в г. Остин (штат Техас, США).

Для разработки встраиваемых систем компания NI предлагает широкий спектр готового оборудования с единой архитектурой реконфигурируемого ввода/вывода (RIO). Во всех приборах есть процессор, способный решать задачи в режиме реального времени, программируемая вентильная матрица (Field-Programmable Gate Array, FPGA – англ.) и всевозможные интерфейсы: аналогового, цифрового ввода/вывода, управления движением и передачи данных по сети. Применение такой архитектуры совместно с графической средой NI LabVIEW позволяет ускорить процесс разработки и макетирования встраиваемых систем, систем промышленного мониторинга и управления на основе гибкого, высокопроизводительного оборудования. Возможность повторного использования кода и применение единой архитектуры гарантирует быстрый и экономически выгодный переход от макета к готовой системе, а также минимальное время выхода системы на рынок (рис. 1).

LabVIEW Download — NI — National Instruments |Downloading Package Manager

Рис. 1. Архитектура NI RIO: быстрое создание прототипа и воплощение в готовом изделии

Новая встраиваемая система NI System on Module (SOM) расширяет возможности семейства NI RIO (NI CompactRIO, NI SingleBoard RIO), позволяя создавать встраиваемые системы на уровне одной печатной платы. Как и раньше, используя стандартную архитектуру NI RIO вместе с кроссплатформенной графической средой разработки приложений LabVIEW, можно будет быстро разработать прототип новой системы на базе гибкой модульной платформы CompactRIO и столь же быстро воплотить ее в недорогом встраиваемом одноплатном компьютере NI RIO. Больше не потребуется модификация программного кода при переходе от создания прототипов к внедрению законченных систем, что позволит снизить время выхода продукции на рынок и повысить надежность встраиваемой системы.

В каждой NI SOM (рис. 2) на одной микросхеме реализованы линии цифрового ввода/вывода, процессор реального времени и высокопроизводительная ПЛИС (программируемая логическая интегральная схема). Как и во всех устройствах семейства NI RIO, непосредственное подключение линий ввода/вывода к схеме обеспечивает возможность низкоуровневой настройки тактирования и обработки сигналов. Между ПЛИС и встраиваемым процессором реального времени сигналы передаются по высокоскоростной шине. Программа LabVIEW обеспечивает автоматическую передачу данных с линий ввода/вывода на ПЛИС и на процессор для быстрого решения задач обработки данных в реальном времени, регистрации сигналов и передачи их по сети.

Рис. 2. Встраиваемая система NI System on Module (SOM)

С помощью среды графической разработки LabVIEW можно программировать процессор реального времени, реконфигурируемую ПЛИС и линии ввода/вывода встраиваемой системы управления, мониторинга, обработки сигналов, регистрации данных – всё в одном проекте на LabVIEW. Применяя специализированные модули, можно программировать процессор реального времени (LabVIEW Real-Time) и ПЛИС (LabVIEW FPGA). Библиотека связующих драйверов позволит без проблем интегрировать с единым целым все компоненты встраиваемой системы: интерфейсы аналогового и цифрового ввода/вывода, ПЛИС, процессор, периферийные устройства и память.

К услугам разработчика – модуль LabVIEW FPGA для конфигурирования ПЛИС, а также связующие драйвера и утилиты настройки, обязательно входящие в комплект поставки каждого прибора, который поддерживается платформами NI RIO.

На графике, приведенном на рис. 3, видно, что благодаря LabVIEW и другим инструментам разработки встраиваемых решений от NI продукт попадает на рынок в два раза быстрей, чем обычно. При этом используется в три раза меньше, чем обычно, технических средств.

Рис. 3. На графике отражены результаты исследований компании UBM plc*
_______________________________________________

* UBM plc – исследовательская международная компания (с центром в Лондоне), работающая в сфере бизнеса и маркетинга. Издает журнал Electronic Engineering Times (EET). UBM/EET – общие данные по компаниям рынка встраиваемых систем, опубликованные компанией UBM plc в журнале EET. MoE (measure of effectiveness) – показатель эффективности.

Приведем пример из практики. Покажем, как с помощью решений NI была успешно создана встраиваемая система управления для испытательного стенда электронасосных агрегатов.

Создание АСУ ТП на базе ПЛК NI

Испытание электронасосных агрегатов проводят по ГОСТ 6134-2007. Исторически сложилось, что данный вид испытаний проходит в ручном режиме с использованием проверенных временем стрелочных приборов: стрелочных манометров, образцовые модели которых имеют класс точности 0,4, стрелочных амперметров, вольтметров и ваттметров. Измерения виброшумовых параметров агрегатов зачастую выполняется с помощью 1–4-канальных переносных приборов.

Руководством предприятия была поставлена задача создать стенд с повышенной степенью автоматизации на базе использования современных средств контроля, управления и измерения. Одной из основных целей была минимизация работы обслуживающего персонала, максимальное снижение влияние человеческого фактора при проведении типовых испытаний. Кроме того, важно было создать удобный инструмент для инженера-исследователя, позволяющий сжать сроки проведения исследований, одновременно увеличить объем анализируемой информации и повысить качество измерений. При этом уровень используемых приборов, контроллеров и программного обеспечения должен быть на уровне лучших западных аналогов.

Наряду с автоматизацией стояла задача дублировать все высокотехнологичные системы ручными аналогами и осуществить возможность параллельной работы обеих систем.

Также нужно было обеспечить одновременную независимую работу двух испытательных стендов под управлением одной команды испытателей. В ходе испытания снимаются гидравлические и виброшумовые параметры, а также осуществляется управление всем вспомогательным оборудованием, поэтому было принято решение использовать платформу NI RIO. Два контроллера были оснащены следующими модулями:

— 9208 для работы с датчиками 4–20 мА;
— 9871 для управления «умными» задвижками и опроса оборудования, поддерживающего интерфейс RS‑485;

— 9375 для управления пускателями всего вспомогательного оборудования, управления клапанами и непосредственного запуска и остановки испытуемых агрегатов;

— 9234 для виброшумовых испытаний агрегатов, тестируемых по ГОСТ 6134-2007 и ГОСТ 51401-99.

Так как при типовых испытаниях с определением виброшумовых характеристик требуется измерять вибрации (не менее чем в 24 точках) и воздушный шум (не менее чем 5 точках), для решения этой задачи был выбран контроллер NI PXI 1082 с модулями PXI‑4498.

Описание решения

Схема устройства первого стенда с установленным агрегатом и вариантом подключения всех модулей контроллера представлена на рис. 4. На рис. 5. показана подробная схема подключения датчиков и приборов к контролеру.

Рис. 4. Схема подключения контроллеров к приборам и датчикам,
установленным на испытуемом агрегате,
а также информационные и управленческие линии

Рис. 5. Схема подключения датчиков, установленных на агрегате, к измерительным модулям

К особенностям реализации данной схемы можно отнести использование модуля 9208. Этот модуль способен работать в двух режимах: первый – режим наибольшей частоты опроса, второй – наибольшей точности. С учетом решаемых задач и используемых датчиков был выбран режим высокой частоты опроса датчиков, при этом пришлось уменьшить количество используемых каналов в два раза.

В имеющейся схеме подключения только три датчика, расположенных на баке, имеют постоянное месторасположение и, соответственно, могут быть подключены стационарно. Расположение остальных датчиков зависит от типа насоса, установленного на испытания, и характера испытаний.

Так, во время проведения энергетических испытаний требуется 2 датчика, в то время как для исследования различной гидравлической аппаратуры может потребоваться от 2 до 6 датчиков. В связи с такой схемой эксплуатации для подключения датчиков 4–20 мА был использован бронированный кабель повышенной толщины.

К тому же в ходе эксплуатации возможны частые перемещения, скручивания, кабель может находиться на полу, где он подвергается различным механическим воздействиям. Бронирование кабеля позволит свести к минимуму вероятность его повреждения. В итоге имеется возможность подключить к одному модулю шесть датчиков. В созданной схеме к первому модулю 9208 подключается 3 датчика, установленных на баке, и 2 датчика, участвующих в испытаниях насоса. Остальные датчики, используемые для исследовательских целей, подключаются ко второму модулю.

Использование «умных» задвижек, подключаемых по интерфейсу RS‑485, позволило, во‑первых, упростить работу для интегратора, а во‑вторых, избежать применения аналоговых модулей для управления задвижками. Также использование модуля 9871 позволило подключить приборы измерения электрических параметров (сила тока, напряжение, мощность и частота) и расхода.

Модуль 9375 обеспечил возможность запуска и останова всего вспомогательного оборудования и испытываемых насосов, а также позволил управлять электроклапанами, установленными на баке. В ходе проектирования рассматривалась возможность установки клапанов с интерфейсом RS‑485, но их цена была на порядок выше.

В процессе проектирования электросхемы не была заложена возможность получения обратных сигналов от запускаемого оборудования. Это привело к определенным накладкам при совместной эксплуатации оборудования в ручном и автоматическом режимах: оператор на мониторе пульта управления не видел результатов срабатывания органов управления, включаемых в ручном режиме в стендовом зале.

Программное обеспечение создавалось с учетом индивидуальных особенностей построения стенда и программы испытаний. Работа с интегратором велась на всех этапах проектирования. Разработкой алгоритмов и интерфейсов занимались инженеры, которые в дальнейшем эксплуатировали агрегат.

На рис. 6. приведены примеры интерфейса работы оператора.

Рис. 6. Интерфейс управления и проведения энергетических испытаний

При работе с PXI наиболее простой оказалась реализация режима типового испытания, когда на монитор выводятся лишь несколько конкретных заранее заданных параметров. Более сложной является задача разработки интерфейса универсального спектроанализатора, ориентированного на проведение исследовательских работ. В настящий момент ведется разработка интерфейса спектроанализатора, функционально адаптированного к специфике решаемых задач.

Для облегчения работы оператора и снижения влияния человеческого фактора формирование отчетов происходит в автоматическом режиме. Выгрузка всех необходимых данных происходит в протоколах, форматы которых соответствуют требованиям ГОСТ 6134-2007.

Разработанная система введена и проходит тестовую эксплуатацию в лаборатории насосного оборудования ОАО «Корпорация ­«ВНИИЭМ». В данный момент планируется до второго квартала 2015 года осуществить полный переход с системы ручного управления стендом на управление с пульта оператора. На следующем этапе предстоит полностью автоматизировать процесс проведения типовых испытаний, фактически исключив из работы оператора и оставив за ним только функции визуального контроля.

Источник: isup.ru

Оборудование и программное обеспечение Ceyear

Сотем предлагает замену оборудования National Instruments, RohdeSchwarz, Keysight и других «недоступных» к поставке производителей. Мы являемся партнерами нескольких производителей измерительного оборудования (в том числе Ceyear) и систем различных диапазонов и применений. Если Вам нужна поставка конкретных измерительных приборов или разработка автоматизированных систем, обращайтесь. Многие из наших систем сделаны в среде графического программирования LabVIEW, которую используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые для быстрого создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования.

• Диапазон частот: до 76 ГГц

Подробное описание

Флагманским программным продуктом National Instruments является среда графического программирования LabVIEW — среда графического программирования, которую используют технические специалисты, инженеры, преподаватели и ученые по всему миру для быстрого создания комплексных приложений в задачах измерения, тестирования, управления, автоматизации научного эксперимента и образования. В основе LabVIEW лежит концепция графического программирования — последовательное соединение функциональных блоков на блок-диаграмме. Большой популярностью в инженерно-технической среде пользуются также LabWindows/CVI — оболочка разработки виртуальных приборов для языка C, среда управления тестами TestStand, программа моделирования и анализа электрических и электронных схем Multisim (разработана компанией Electronics Workbench, ныне являющейся подразделением NI).

Получить бесплатную консультацию специалиста
Укажите ваши контактные данные и наш эксперт
свяжется с вами в самое ближайшее время

Основные аппаратные платформы, выпускаемые National Instruments:

PXI и PXIExpress — (англ. PCI eXtension for Instrumentation) — стандарт модульного измерительного оборудования, магистрально-модульная платформа для систем измерения, управления и автоматизации. Это открытая платформа, предлагающая высокопроизводительные модульные приборы, от 7½-разрядных цифровых мультиметров для постоянного тока до приемопередатчиков радиосигналов до 76 ГГц, с интегрированными средствами синхронизации и высокой пропускной способностью. National Instruments предлагает более 500 различных PXI продуктов.

CompactRIO — надежная промышленная компактная система управления и сбора данных, объединяющая в себе встраиваемый процессор реального времени и высокопроизводительную ПЛИС, необходимую для выполнения задач реконфигурируемого ввода/вывода. CompactRIO идеально подходит для реализации сложных систем мониторинга и управления.

CompactDAQ — системы сбора данных с подключением через USB или Ethernet, простой способ сбора данных с датчиков и сигналов в лабораторных и производственных условиях. Это традиционно популярные у потребителей многофункциональные устройства сбора данных, легко совместимые с программным обеспечением LabVIEW и предназначенные для оцифровки сигналов, выполнения анализа, записи и отображения данных.

С 2010 года Сотем является официальным партнером и интегратором National Instruments.

• Подбираем оборудование NI под требования задачи заказчика.
• Подготавливаем конкурсную документацию.
• Предлагаем купить оборудование National Instruments. Поставляем оборудование и программное обеспечение NI.
• Устанавливаем и настраиваем оборудование National Instruments.
• Ремонтируем и обновляем продукцию National Instruments по гарантии.
• Обучаем работе с оборудованием NI.
• Осуществляем периодическую поверку и калибровку оборудования NI.

Измерительные приборы формата PXI

• Мультиметры
• Осциллографы
• Источники питания
• Генераторы сигналов
• Цифровые генераторы/анализаторы
• Векторные анализаторы сигналов
• Векторные анализаторы цепей
• Программно-опеределяемые приборы FlexRIO
• Коммутаторы
• Измерители мощности

Технологии National Instruments для управления и мониторинга

• Модульные встраиваемые системы
• Системы технического зрения
• Беспроводные сети датчиков
• Одноплатные встраиваемые системы
• Измерения сигналов с датчиков
• Системы на базе ПЛИС
• Контроллеры управления движением

Системы сбора данных NI

• Многофункциональные устройства сбора данных
• Динамические анализаторы сигналов
• Цифровые платы ввода/вывода
• Системы согласования сигналов
• Счетчики и таймеры

Программное обеспечение National Instruments

• LabVIEW
• LabWindows/CVI
• TestStand
• VeriStand
• Multisim
• InsightCM

Аппаратные платформы National Instruments:

• PXI
• PXIExpress
• FlexRIO
• CompactRIO
• CompactDAQ
• USRP

Смотрите также:

Автоматизированный аппаратно-программный 8-канальный комплекс имитации и контроля электром.
Компания Сотем является официальным представителем продукции Mush-Technologies LLC.
Лабораторный учебно-испытательный комплекс форимрования глобальных навигационных сигналов.
Предназначен для приёма/передачи информации через интерфейс SpaceWire.

Система записи и воспроизведения радиочастотных сигналов RP-4400Pro.
Аппаратно-программный 4-х канальный комплекс обеспечивает фазокогерентную генерацию и прие.
Система разработана для тестирования параметров радиоэлектронных компонентов.
Комплекс используется для решения задач в области автоматизированного контроля радиоэлектр.

4-х канальный когерентный понижающий преобразователь частоты 2-50 ГГц и пропускной способн.
Комбинированный широкополосный преобразователь частоты вверх и преобразователь частоты вни.
Производственное тестирование беспроводных устройств.

Общество с ограниченной ответственностью «Сотем»
ИНН 7727714018, КПП 772201001, ОГРН 1107746217391.
107140, г. Москва, Верхняя Красносельская ул, д. 2/1 стр. 2

• Разработка приложений на LabView
• Испытательные стенды для ракетно-космической техники
• НИОКР

• Имитаторы ЭМ и РЛ обстановки
• Тестирование электронных устройств
• Радиолокационные системы и комплексы
• Радионавигационные системы
• Радиосвязь
• Приборы Ceyear

Источник: sotemgroup.ru

Программное обеспечение national instruments что это за программа

• Language ▼

• English
• Français
• Nederlands
• 日本語
• Deutsch
• Español
• Italiano
• Português (EU)
• Português (BR)
• Dansk
• Cestina
• العربية
• 中文 (漢語)
• 中文 (汉语)
• Türkçe
• Русский
• Polski
• Svenska
• Norsk
• Suomi
• 한국말
• Română
• Ελληνικά
• Magyar

National Instruments

О разработчике

National Instruments является американской многонациональной компанией и производителем программного обеспечения виртуальных приборов и автоматизированных контрольно-измерительной аппаратуры. Общие приложения включают в себя сбор данных, управление приборами и машинное зрение. Он был основан в 1976 году Джеймс Трачард, Джефф Kodosky, и Билл Nowlin. Она имеет свою штаб-квартиру в Остине, штат Техас, USA

Разработка операционных систем: Windows, Mac, Linux

Названия связанного программного обеспечения

• AWR Design Environment | Средства разработчика | 14
• Circuit Design Suite | Средства разработчика | 14.1
• DIAdem | Средства разработчика | 18.0.0
• LabVIEW | Средства разработчика | 2.1
• National Instruments LabVIEW | Средства разработчика | 2018
• NI Multisim | Средства разработчика | 12
• NI TestStand | Средства разработчика | 4.2.1
• Spice | Средства разработчика | 3

Типы файлов, созданные разработчиком

Расширение файла Тип файла Категория типа файла

AC2	SPICE AC/frequency Domain Output	Файлы данных
AC7	SPICE AC/Frequency Domain Output File	Файлы данных
CTT	LabVIEW Control Template File	Файлы данных
EDP	NI Multisim Data	Файлы данных
EMV	LabVIEW Configuration File	Файлы разработчика
EWB	Electronics Workbench Circuit Design File	Файлы CAD
EWPRJ	Ultiboard Layout Project	Файлы настроек
I32	NI LabView Data	Файлы данных
IC	SPICE Initial Condition	Файлы настроек
LLB	LabVIEW Library File	Файлы данных
LLX	LabVIEW VI Library Backup File	Архивные файлы
LPD	Lookout Protocol Driver File	Системные файлы
LVM	LabVIEW Measurement File	Файлы данных
MLV	LabVIEW Mathscript Data	Необычные файлы
MS8	Multisim 8 Circuit Design File	Файлы данных
MS9	Multisim 9 Circuit Design File	Файлы CAD
RTM	LabVIEW Run-Time Menu File	Необычные файлы
ST0	SPICE Status Data	Файлы данных
ST1	SPICE Status Data	Файлы данных
ST2	SPICE Status Data	Файлы данных
ST3	SPICE Status Data	Файлы данных
ST4	SPICE Status Data	Файлы данных
ST6	SPICE Status Data	Файлы данных
ST7	SPICE Status Data	Файлы данных
ST9	SPICE Status Data	Файлы данных
SW0	SPICE Sweep Operations Output Data	Файлы данных
TDX	DIAdem File	Файлы данных
TPJ	NI TestStand Project	Файлы данных
TR1	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR2	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR3	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR4	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR5	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR6	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR7	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR8	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TR9	SPICE Transient Analysis Output Data File	Файлы данных
TSW	NI TestStand Workspace	Файлы настроек
VI	LabVIEW Virtual Instrument File	Файлы данных
VIN	AWR Design Environment Project Information	Файлы данных
VIT	LabVIEW Virtual Instrument Template File	Файлы данных
Показать больше.

Источник: www.solvusoft.com

Построение систем технического зрения на базе компьютерных технологий National Instruments

Сегодня системы технического зрения применяются во многих отраслях промышленности, в том числе для контроля формы изделий. Разработчики используют широкий ассортимент аппаратных и программных средств, который определяется требованиями решаемых задач. При этом часто необходимо иметь возможность методического и аппаратного усовершенствования системы контроля. Платформы компании National Instruments позволяют построить и модифицировать систему, а также интегрировать ее в общую структуру промышленной автоматизации. В статье рассмотрены особенности технологий технического зрения National Instruments, знание которых поможет повысить эффективность разработки.

Введение

Оптико-электронные системы (ОЭС) технического зрения (ТЗ) широко используются в различных отраслях промышленности, предоставляя большой объем быстро собираемой информации. Конечной целью является получение информации о свойствах наблюдаемых объектов, к которым в первую очередь относятся геометрические параметры их формы и перемещение. Не менее важной является и структура объектов [1], определяемая их оптическими свойствами.

Выбор схемных решений оптической системы и технических средств регистрации зависит от поставленной задачи [2, 3]. Характеристики ОЭС определяют поля зрения, разрешающую способность, возможность контроля объекта по глубине пространства и быстродействие системы. С другой стороны, необходимо обеспечить масштабируемость и технологичность решения.

Для этого требуется подобрать правильные средства коммуникаций и много­функциональную программную платформу, предусматривающую единое программное поле для получения данных с ОЭС, анализа данных и проведения вычислений. Сейчас имеется достаточное количество способов оценки качества изображений и извлечения интересующей информации, основанных на современных математических методах обработки информации. При этом требуется програм­мная поддержка средств получения и обработки изображений, технологичность создания и сопровождения систем контроля.

Программные средства компании National Instruments

Указанным требованиям удовлетворяют решения компании National Instruments (NI), основанные на графической среде разработки приложений — NI LabVIEW [4], которая позволяет использовать большинство известных математических методов обработки данных. Дополнительный модуль технического зрения NI IMAQ Vision дает возможность загружать изображения с аналоговых и цифровых источников, имеет множество функций анализа и обработки изображений [5]. Помимо собственных аппаратных средств получения изображений, NI может собирать данные от источников сторонних производителей [6], включая цифровые камеры (ЦК) высокого разрешения [7]. Среда разработки NI LabVIEW модульная и иерархичная, что позволяет использовать функции математических методов, представленных в дополнительных модулях NI. Например, модуль NI Advanced Signal Processing Toolkit включает все функции частотно-временного и вейвлет-анализа, а NI Robotics Module — средства управления и позиционирования ОЭС.

Среда разработки приложений NI имеет высокую вычислительную эффективность [8] и может быть использована как на обычной вычислительной платформе, так и на целевой, обеспечивая контролируемую синхронизацию обработки потоков данных [9]. Также технологии NI позволяют создавать распределенные контрольно-измерительные системы [10].

При этом необходимо учитывать структуру среды разработки NI LabVIEW (рис. 1а) и модель состояния и управления вычислительной задачей (рис. 1б), зависящую от возможности доступа к ресурсам системы. Повысить эффективность системы можно за счет программного управления моделью состояния задачи, которое позволит справиться с последствиями от возможных конфликтных ситуаций в ресурсах системы.

Рис. 1. Архитектура сбора данных виртуальных приборов NI: а) структура связи приложения с системой сбора данных; б) модель состояния задачи

Функционирование аппаратных средств и инициализация операций по получению данных LabVIEW обеспечиваются драйверами. Между собой драйвер и среду LabVIEW связывает программа анализа измерений и автоматизации (Measurements and Automation Explorer, MAX). Она является программным интерфейсом и дает доступ ко всем физическим и сетевым ресурсам (рис. 1а).

В качестве промежуточного места для хранения поступающих данных используются управляемый буфер устройства и буферы оперативной памяти компьютера. Помимо программного обеспечения (ПО), инициализацию ввода-вывода может обеспечивать внешняя часть оборудования.

Модель состояния задачи используется драйвером для управления распределением ресурсов и потоками выполнения задачи. Такая модель состоит из пяти состояний: «Непроверенного», «Проверенного», «Зарезервированного», «Назначенного» и «Выполнения» (рис. 1б). Она позволяет выбрать необходимую степень взаимодействия с задачей.

Из одного состояния в другое задачу переводит вызов виртуальных приборов DAQmx Start, DAQmx Stop и DAQmx Control Task. Можно выполнять явный переход состояний, используя виртуальный прибор DAQmx Control Task, или совершать переход между состояниями неявно.

Разработку и отладку алгоритмов обработки изображений обеспечивает приложение NI Vision Assistant [11], работающее со всеми функциями драйвера IMAQ-Vision и включающее средства визуализации этапов работы алгоритма. Это упрощает и ускоряет процесс разработки и отладки алгоритма решаемой задачи для конкретной ситуации. Кроме того, приложение NI Vision Assistant дает возможность интерактивно контролировать обработку изображения. После тестирования созданного скрипта он может быть преобразован в автономное приложение среды LabVIEW — виртуальный прибор (ВП).

Аппаратные средства компании National Instruments

Модуль технического зрения NI IMAQ Vision предоставляет широкие возможности по реализации захвата и обработки изображения [5] с различных источников (рис. 2). При этом необходимо заранее решить вопросы выделения и запоминания кадров изображений, учитывая, что экраны для видеоизображений модуля IMAQ Vision не позволяют работать с несколькими видеопотоками одновременно.

Рис. 2. Структура получения информации с различных ЦК: а) на аппаратном уровне; б) на уровне программных средств

Для получения изображений доступен целый ряд аппаратных средств NI: платы видеозахвата для ЦК с различным интерфейсом, RT-системы, смарт-камеры NI (рис. 3). В случае использования плат видеозахвата появляется возможность применять широкий ассортимент ЦК сторонних производителей. Устройство видеозахвата изображения (рис.

3а) обеспечивает совместимость ЦК с различными интерфейсами, включая IEEE 1394, GigE Vision и USB3 Vision. Компактная система технического зрения (рис. 3б) также сопрягается с несколькими видами ЦК. Это обеспечивает гибкость, интеграцию и надежность, необходимые для большинства задач ТЗ.

Данная система содержит четырехъядерные процессоры Intel Atom и совместима с камерами GigE Vision или USB3 Vision, что подходит даже для сложных заданий. Кроме того, система работает с интерактивным приложением Vision Builder for Automated Inspection.

Рис. 3. Аппаратные средства получения изображений компании NI: а) устройство захвата изображения; б) компактная система технического зрения; в) смарт-камера

Смарт-камеры NI (рис. 3в) также многофункциональны, в их состав входят встроенные процессоры и формирователи изображений. Линии ввода-вывода включают оптоизолированные цифровые линии, последовательный порт RS-232 и порты Gigabit Ethernet. Кроме того, смарт-камеры содержат программируемые логические контроллеры (ПЛК), человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ), робототехнику и датчики.

Конфигурацию камер можно изменить c помощью ПО Vision Builder for Automated Inspection — или запрограммировать камеру с помощью модулей LabVIEW RealTime Module и Vision Development. В дополнение смарт-камеры могут включать встроенную систему цифрового ввода-вывода и системы промышленной связи для взаимодействия в реальном времени и интеграции с промышленными устройствами автоматизации.

Основные характеристики смарт-камер NI представлены в табл. 1.

Таблица 1. Смарт-камеры компании NI

Модель

Цвет

Процессор

Память, Мбайт

Частота, кадров/с

Разрешение

Матрица

Источник: controlengrussia.com